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浅谈涂装SE防腐性分析主要从两方面阐述了车身SE中防腐性的分析戴辛尉

2022-06-26 00:02:15

浅谈涂装SE防腐性分析,主要从两方面阐述了车身 SE 中防腐性的分析

0 引言汽车是由各种金属零部件和非金属零部件组成, 在其服役环境中会产生不同程度锈蚀和老化。一般来 说,除意外交通事故或零部件磨损外,腐蚀是汽车损坏 报废常见的重要原因。再者,随着市场竞争加剧及消费 者的质量意识不断提高,锈蚀问题已成为影响企业形 象、产品质量及用户体验的突出因素

为保证汽车服役 寿命,国内外各汽车厂对整车防腐目标也都有各自的 要求,一般为 4 ~ 6 年无表面锈蚀,10 ~ 13 年无穿孔及 功能腐蚀失效。车身防腐是整车防腐的一部分,防腐分 析涉及车身结构、材料、工艺等多方面。本文主要阐述 车身开发过程中 SE 阶段车身防腐性分析的内容。1 车身结构设计防腐性分析1 .1 车身结构是否有利于电泳车身的防腐主要是通过电泳涂膜保护来实现的,电泳涂膜的好坏直接影响白车身的防腐能力,而电泳 涂膜的质量除受材料、工艺、生产管理等因素的影响 外,车身的结构形式恰当与否直接影响涂膜的好坏。

钣金表面形成涂膜的条件是有涂料和电场,白车 身是一些列板件的总成,其中包含一些腔体结构,这些 腔体结构有一定的封闭性,一方面液体进入流出困难, 另一方面形成电磁屏蔽隔断电场,这些结构的电泳质 量较差,因此需要根据经验识别,并通过结构调整来 改善。 车身上典型的腔体结构包括一些加强梁、横梁、纵 梁以及 A、 B、 C、 D 柱。

这些结构因整车性能和功能的 要求是必须客观存在的。对于这些封闭腔体的改善办 法是尽可能地减小封闭腔体的面积,使其局部可开放, 如增大钣金间隙、开孔、起凸台等。

1.1.1 增大钣金间隙主断面阶段就可以分析钣金间隙对电泳的影响。 增大钣金间隙可能会造成强度减弱及密封性差等问 题,需由设计人员进行最终的评估而定,钣金间隙一般 涂装建议不小于 5 mm。例如三层的柱体结构,两两钣金间距离不小于 5 m m ,见图 1 所示。1 .1 .2 开孔在工程数据阶段对空腔结构分析,进行开孔的改 善。开孔会影响钣金的强度,也会增加模具成本,在分 析开孔增强电泳性时,尽可能与定位孔、装配孔等工艺 孔共用。常用的开孔位置及尺寸见表 1 ,多层板上开孔 需考虑钣金间距,钣金间距小于 5 m m 时,适当增加开 孔密度。

1 .1 .3 起凸台结构 在工程数据阶段,对密闭结构进行起凸台的改善 电泳措施。起凸台可以改善结构密闭性,允许电场线及 涂料进入空腔内部。凸台可以增加冲压件的强度,但是 不利于密封,凸台高度一般建议为 3 m m 。

另外,电泳涂膜在烘烤时有收缩的效应,在尖锐结 构的边缘漆膜覆盖性较差,因此在易产生冲压毛刺及 锐边的位置提出优化结构及调整模具的要求。 以上均为经验数据,在前期工程化数据阶段作为审 核数模的要求,但需要结合后期样车拆解验证来最终完 善方案。近年来,一些涂装电泳仿真软件在国内也开始 被使用,通过模拟仿真可以在工程化数据阶段进行仿真 验证,使分析结果更直观,可以缩短验证周期。

1 .2 车身结构是否有利于化学处理液体的排出白车身进入涂装车间经过前处理后再进入电泳槽 进行电泳涂装,车身经过前处理、电泳系统时均涉及进 液和排液的过程。受节拍及室体排布的限制,沥液需在 特定的时间内完成,一般要求 1 5 s 内沥液完全。沥液 不完全,一方面,在处理过程中会出现串槽污染槽液的 问题,增大生产管理难度,增加成本;

另一方面,在电泳涂膜烘烤固化时,由于未排除完全的液体积聚在低洼 处,导致此位置烘干不良,降低电泳漆膜的防腐性。 现阶段各自主车企常用 3 0 °或 4 5 °入槽、出槽的运 行方式,很少有 3 6 0 ° 翻转的运行方式。后者一般沥液 性较好,而前者则稍差。接下来的讨论基于较为流行的 船形槽体、有固定出入槽角度的前处理、电泳生产输送 方式。改善排液性的方法一般为:增开排液孔、间隙,增 加导流结构等。

1 .2 .1 增开排液孔排液孔的位置在最低点。排液孔的总面积在一定 高度范围内可近似认为排液体积与所需排液孔的面积 成正比,因此车型越小,所需的排液孔的数量及面积越 小,也可参照标杆车型的沥液孔排布及数量。白车身地 板排液孔数量一般为 1 0 ~ 1 8 个,直径为 2 0 ~ 4 0 m m 。 四门两盖的排液孔设计在最低点及靠近左右边缘的位 置,数量一般为 2 ~ 4 个。

1 .2 .2 增加液体导流结构在局部凹陷结构处或厢式结构处会出现积液问 题,在不能增加排液孔的情况下,增加导流筋,确保车 身在出槽时液体可以尽快排出。

1 .3 车身结构是否有利于气体的排出车身进入化学处理槽时由于某些结构问题,会导 致气体排不出去,积聚在最高点处,阻断处理液体与钣 金接触,导致无磷化膜无电泳膜生成,生锈风险大。这 些结构一般会出现的位置有:前风窗下横梁、顶盖内表 面、顶盖后横梁、背门、地板加强梁、前后地板链接形成 的腔体内、后围板、轮毂包上部等。

针对上述积聚气体的位置,可采用在最高点开孔, 不同位置开孔大小不等,最小位置处不小于 3 m m ;也 可以采用更改结构形面、增加钣金搭接位置间隙等方 法使气体有排出通道。2 其他方法提升防腐性传统汽车用料普遍为钢板,裸板在空气中容易氧 化、生锈,因此要对汽车白车身进行电泳防腐。受车身结 构以及涂料的泳透力限制,在车身的某些部位电泳涂膜 比较薄弱,例如空腔内部及钣金贴合的区域;还有一些 位置涂膜良好,然而在车辆使用过程中,涂膜易受到破 坏,如地板下部及轮毂包处等。这些位置归属于重点防 腐的位置,可以通过其他方法对电泳防腐进行弥补。2 .1 板材的应用现在车身除了使用钢板外,较普遍使用的是镀锌 板,某合资车型整车镀锌板使用达到 6 0 % ~ 8 0 % ,镀锌 板自身有一层镀锌层,具有防腐作用,据相关研究显 示,相同试验环境下镀锌板车门要比冷轧板车门晚生 锈 5 年;铝合金以及碳纤维等材料在防腐性方面表现更为良好,近些年来在轻量化上有一些应用。在板材应 用上一般结合车型的定位及防腐要求,还要考虑本公 司的板材使用状况。2.2 注蜡注蜡的位置一般为五门一盖的内外板包边的夹 缝、车底部一些梁内部,一些高档车底部所有梁均要求 注蜡,这些位置电泳漆膜相对薄弱,且使用环境恶劣。 除上述位置,有些车门铰链在总装时需拆卸,拆卸后破 坏铰链处的电泳漆膜,可以通过刷涂铰链蜡来增强防 锈能力。注蜡的防锈机理是封闭钣金表面,与水、空气、 杂质隔绝,延缓钣金腐蚀。2.3 涂胶1)焊缝密封胶一般涂覆在钣金搭接的缝隙上,有密 封、防水和防锈的功能。涂胶的位置主要有地板、机舱 内、顶盖流水槽、轮罩内、尾灯等部位的钣金搭接焊缝以 及四门两盖的包边,中型车涂胶总长度在 90 ~ 110 cm。2)底板 PVC 防护胶主要作用是保护地板下表面 免受石击破坏,喷涂位置主要是地板下部以及轮罩内 部,厚度为 500 ~ 1 000 μm。3)裙边胶主要作用是保护下边梁免受石击破坏, 下边梁有装饰板的情况下可不喷涂裙边胶。4)焊装胶用于钣金贴合位置,这些位置间隙很小, 基本无法电泳,此时焊装胶的涂覆,可填充间隙,对板 材也是一种保护。因此 SE 对涂胶分析时,一些情况下 的焊缝在涂装胶受结构限制无法完成涂覆时,要求增 加焊装胶来密封防腐。3 结语车身 SE 防腐性分析是在车型开发前期阶段,根 据以往的经验来分析可能发生的问题,通过结构更改 等一系列的措施来解决问题,但是这要结合后期的工 艺验证来不断完善,并结合后期的相关的腐蚀试验来 验证前期的设计效果。

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